گاز متان چیست؟

گازخالص متان

گاز متان ، گازی است بی‌رنگ ، بی‌بو و در آب نامحلول که نقطه ذوب آن 182-درجه سانتی‌گراد و نقطه جوش آن 162-درجه سانتی‌گراد است.

ترکیب شیمیایی متان با فرمول CH4 است. این ماده ساده ترین آلکان و ترکیب اصلی گاز طبیعی است. زاویه پیوندی مولکول های متان 109.5 درجه است. سوختن متان در اکسیژن دی اکسید کربن و آب تولید می کند. فراوانی نسبی متان و سوختن پاک آن باعث افزایش محبوبیت این سوخت شده است. اما از آنجاییکه متان در شرایط عادی گاز است انتقال آن به مصرف کننده دشوار و پر هزینه است. گاز طبیعی را یا بوسیله خط لوله و یا به روش LNG انتقال می دهند. در ساختار متان هر یک از چهار اتم هیدروژن بوسیله پیوند کووالانسی ، یعنی با یک جفت الکترون اشتراکی به اتم کربن متصل شده است. وقتی کربن به چهار اتم دیگر متصل باشد، اوربیتالهای پیوندی آن (اوربیتالهای sp3 که از اختلاط یک اوربیتال s و سه اوربیتال p تشکیل شدهاند)، به سوی گوشههای چهار وجهی جهت گیری کردهاند. این آرایش چهار وجهی، آرایشی است که به اوربیتالها اجازه میدهد تا سر حد امکان از یکدیگر فاصله بگیرند. برای اینکه همپوشانی این اوربیتالها با اوربیتال کروی اتم هیدروژن به گونه ای موثر صورت پذیرد و در نتیجه ، پیوند محکمتری تشکیل شود، هر هسته هیدروژن باید در یک گوشه این چهار وجهی قرار بگیرد. ساختار چهار وجهی متان بوسیله پراش الکترونی که آرایش اتمها را در این نوع مولکولهای ساده به روشنی نشان میدهد، تایید شده است. بعد شواهدی که شیمیدانها را خیلی پیش از پیدایش مکانیک کوانتومی یا پراش الکترونی d، به پذیرش این ساختار چهار وجهی رهنمون شد، بررسی خواهیم کرد. متان در بین سال های 1776 تا 1778 توسط آلساندرو ولتا (Alessandro Volta) حین بررسی گازهای مرداب لاک ماجیور (Lake Maggiore)، کشف شد.

 منبع اصلی متان گاز طبیعی است. متان در گاز طبیعی همراه بعضی از هیدروکربن ها و گاهی اوقات گاز هلیوم و نیتروژن است. گاز در سطوح کم عمق با تجزیه بی هوازی مواد آلی تولید می شود. به طور کلی رسوبات سوخته در اعماق با دمای بالاتر از هنگامی که نفت درست می شود، گاز را تولید می کند.

 جدا از منابع گاز طبیعی متان را می توان با تولید بیوگاز با تجزیه مواد آلی مانند: کود کشاورزی، آب پسماند، پسماندهای جامد شهری و هر ماده قابل زیست تجزیه شدن تحت شرایط بی هوازی، تهیه نمود. همچنین گاز متان را می توان برای مصارف صنعتی بوسیله پاره ای از واکنش های شیمیایی از گازهای موجود در جو و هیدروژن بدست آورد.

 موارد مصرف متان

متان ماده بنیادی در صنایع پتروشیمی است و همراه با پروپان تحت عنوان  L.P.Gگاز مایع  جهت مصارف سوخت و تولید انرژی، بکار می رود.

کاربرد های متان

گاز سنتز  آمونیاک اوره ملامین  اسید نیتریک نرم کننده

متانول  فرمالدهید رزین چسب و رنگ ها همچنین  یک حلال مناسب

استیلن دی میتل ترفتالات الیاف مصنوعی

استیلن اسید استیک  مواد شیمیایی و حشره کش

کلرومتان مواد اولیه پلاستیک پلاستیک

هیدروژن سیانیل  سیانور سدیم  مواد اولیه شیمیایی منفجره شونده و تصفیه کننده

طرز تهیه متان

جهت تهیه متان نیاز به باقیمانده نباتی یا حیوانی و یا نیاز به زغال سنگ می باشد . متان فرآورده پایانی تجربه غیر هوازی گیاهان می باشد . ( شستن مولکولهای بسیار پیچیده ) متان همان گاز قابل احتراق و منفجر شونده و معادن زغال سنگ است .

اگر بخواهیم متان بسیار خالص داشته باشیم می توان آن را به وسیله تقطیر جزء به جزء از سایر اجزاء تشکیل دهنده جدا کرده همانطور که می دانید تقطیر جزء به جزء براساس اختلاف نقطه جوش صورت می گیرد .

بنابراین تئوری ، مبدأ حیات به زمین اولیه باز می گردد که به وسیله اتمسفری از متان ، آب ، آمونیاک و هیدروژن احاطه شده بود . انرژی خورشیدی و تخلیه الکتریکی این مولکولها ساده را به اجزای واکنش پذیر رادیکال آزاد تبدیل کرد که از ترکیب این اجزاء مولکولهای پیچیده تری و ترکیبات آلی سازنده اورگانیسم های زنده شدند .

هنگامی که استخراج مواد نفتی که مورد صنعت پالایش و پتروشیمی قرار می گیرد ، انجام خواهد گرفت ، گازهای طبیعی در داخل حل می شوند .

قبلا هنگام استخراج این گاز ها را می سوزاندند اما اینک این گازها را مهار می کنند که این کار با استفاده از اختلاف جوش و همراه با آن از طریق میعان و تقطیر ،گازها را مهار می کنند که این کار با استفاده از اختلاف جوش و همراه با آن از طریق میعان و تقطیر ،گازها را استخراج می کنند . ( متان در حرارت و فشار موجود در منابع زیر زمینی قابل تراکم نیست بنابراین همیشه به صورت گاز در کانسار ها دیده می شود ) و اما این گاز به صورت کانسار نیز وجود دارد که می توان به معادن زغال سنگ اشاره کرد . گازهای طبیعی ممکن است به صورت همراه با نفت یا به صورت مجزا تشکیل کانسار دهد . معمولا این گاز ها قسمت فوقانی کانسار ها اشغال می کنند چون وزن کمتری دارند ، در نتیجه یا بر روی آب قرار می گیرند که استخراج این گاز به راحتی انجام خواهد گرفت ، چون این گازها در بالای نفت یا آب قرار می گیرند مهار راحتی تری دارند . و باید گاهی هم به صورت محلول در نفت یا آب باشند که ارزش تقطیر می توان گازها را استخراج کرد .

اطلاعات ایمنی متان

گاز متان محرک چشم و پوست نمی باشد. گاز متان خفه کننده است و در غلظت های بالا جای اکسیژن را می گیرد. گاز متان، قابل اشتعال است.